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* CaMn1-xRuxO3薄膜の作製と光電子分光,ＭＣＤ測定 1．研究目的2．装置の概要(PES,MCD,PLD)3． CaMn1-xRuxO3薄膜の作製4．PES 測定5．MCD, XAS測定6．総括 日本原子力研究所/Spring-8 a , JASRI b , 広大放射光 c , 東大新領域 d 寺井恒太 a, 岡根哲夫 a，竹田幸治 a，藤森伸一 a ，斎藤祐児 a, 吉井賢資 a, 小林啓介 b , 島田賢也 c ，有田将司 c ，生天目博文 c ， 谷口雅樹 c ，藤森淳　a,d . 2005/6/17　科研費研究会　東京大学柏キャンパス エンド組成のCaRuO3はparamagnetic. CaMnO3 はantiferromagnetic. Ru,Mnが共に４価であるとすると強磁性は現れないはず. CaRuO3およびCaMnO3 を混合すると強磁性を示す. 電気伝導率も組成に依存して変化し、ｘ=0.4付近で最も抵抗が低くなる. CaMn1-xRuxO3 A. Maignan et al. Solid State Comm. 117 (2001) 377-381. 電気伝導率の変化の原因は？ 磁性発現の機構は？ Mn3+ + Ru5+ interaction?　 Mn Ruの軌道、スピンモーメントの相関？ 光電子分光(PES)法　 →　(価数、電子構造) 軟Ｘ線吸収磁気円二色性(MCD) 測定 　→　(価数、軌道,スピン磁気モーメント) 1.研究目的 magnetic properties of CaMn1-xRuxO3　 Solid state solution CaMn0.7Ru0.3O3 CaRuO3 × 2 CaRuO3 CaMnO3 / CaRuO3 　超格子界面の磁性発現 K. S. Takahashi et al., Appl. Phys. Lett. 79 (2001) 1324. CaMnO3 × 10 CaMnO3 × 10 CaMnO3 × 10 CaMnO3 × 10 CaRuO3 × 10 CaRuO3 × 6 CaMnO3 × 10 CaMnO3 × 10 CaMnO3 分光学的手法を用いて、物質界面での 性質を調べる事が目標 試料成長室 パルス Nd : YAG レーザー 基板加熱半導体レーザー 導入用光ファイバー 温度モニタ (Pyro meter) 試料導入口 試料搬送 小型チャンバー RHEED スクリーン RHEED 銃 パルスレーザー堆積(PLD)装置 半導体レーザー を用いた試料加熱 40-30mm パルス Nd : YAG レーザー (３倍波 : 355nm) 基板 焼結体 ターゲット 電子 銃 RHEED スクリーン マルチターゲット コントロール マスク制御 試料作製模式図 アブレーション：パルスNd:YAGレーザー（Quantel　Brilliant b）　355nm 試料加熱：半導体レーザー　（JENOPTIK JOLD-140-CAXF-6A） 808nm 試料加熱温度　 　～1100℃　 ターゲット：　最大4個 導入ガス：　O2 Base pressure：1×10-9Torr 2.装置概要 硬Ｘ線光電子分光測定(HXPES) 軟Ｘ線吸収磁気円二色性(MCD) 日本原子力研究所　BL22XU アナライザ　シエンタ　R4000 測定温度　30K 測定エネルギー　hv=3948eV ΔE=270meV 日本原子力研究所　BL23SU 超伝導マグネット　10T 位相変調測定 測定温度　 20K 測定磁場2T 3. CaMn1-xRuxO3 薄膜の作製 CaMn1-xRuxO3　 (x=1.0, 0.75, 0.5) 薄膜　作製条件 ターゲット： CaMnO3,　CaRuO3　焼結体ターゲット 基板：　LaAlO3単結晶基板(3.82?) 作製温度：　700℃ 酸素圧力：　1×10-3Torr 膜厚：　300? AFM image 2μm×2μm CaMn0.5Ru0.5O3　bulk CaMn0.5Ru0.5O3　film ＣＭＲＯ Ｈ CMRO Hard X-ray PES on BL22XU Valence T=30K hv=3948eV Ru4d Mn3d? O-Mn O-Ru 4. 光電子分光測定 CaRuO3 paramagnetic CaMn0.25Ru0.75O3 ferromagnetic CaMn0.5Ru0.5O3 ferromagnetic Ca 4sp + Mn 4sp + Ru 4sp Ca 3d Ca 4sp + Ru 4sp PES O 1s XAS Ru 4d M